三角形是最稳固的形状吗?

生活中,我们见过很多应用三角形的,比如著名的埃及金字塔、自行车中框、起重机、屋顶、三角形吊臂、三脚支架等等。知道为什么要设计成三角形吗?这里面是有科学道理的,因为三角形是最稳固的形状。这是为什么呢?我们先不摆大道理,先用一个小实验来进行说明:

材料:准备两组木条,第一组木条,三根。第二组木条,四根。

步骤:1.将第一组的三根木条把每两根都用钉子钉起来,这样组成一个三角形,然后我们用力朝外拉动这个三角形的每一条边,无论你怎么用力拉都拉不动。在这个过程中,组成三角形的木边,即使被拉弯,但是三角形的形状还是不会变的,三角形的三个角也不会变的。

2.将第二组的四根木条,也是把两根都用钉子钉起来,这样组成一个四边形,然后我们也是用力朝外拉动这个四边形的每一条边,这时,四边形很容易就被拉动变形,四边形的四个角是很容易改变的。

3.再用一根木条把四边形的一对顶点用钉子顶起来,四边形就变成了两个三角形。这时你再用力拉,便又拉不动了。

以上实验说明,三角形具有稳定性的特征。其背后的科学道理又是什么呢?

因为三角形的每条边只对应着一个角,并且边的长度决定了角的大小。我们再来看看四边形以及多边形,其中任何一条边都对着两个或者两个以上的角的大小。我们只要保证两个或者两个以上角的和不变就好。 因此,是很容易发生变形的。而三角形的每条边只对应着一个相应的角,具有唯一性。因此,三角形是最稳固的形状。因此,在力学上也就最稳定。

因此,我们一开头说的那些,便是三角形稳固性这一特征在生活中的应用。三角形在生活中的应用非常多,还远不止这些,像斜拉索桥、衣架、上海东方明珠电视塔、法国巴黎的埃菲尔铁塔等等。但是三角形飞机,你听说过吗?2001年,俄罗斯就新发明了一款名为“克鲁伊兹”的三角多用途飞机。这种飞机整个机身呈三角形,非常小巧,因此飞行员可以灵活地变换各种飞行角度。别小看这种三角形的飞机?它还能展现特技,漂亮地完成各种高难度动作。不仅能像一般飞机那样载客,还能为农田施肥喷药,监护电线路、林场、石油管道等等。

三角形是最稳固的形状,那么哪种三角形的稳固性要更强呢?答案是等边三角形。因为等边三角形的三边相等,当受到拉力或者压力时,三条边均匀的把力分出去。受力均匀才能更加稳定啊。

圆周率π是祖冲之提出的。祖冲之推导圆周率π的时候,就是剪掉正三角形三个角,使之成为正六边形,然后再剪去六个角,使之成为正十二边形……如此往下推导,最后接近圆形求π。当最后接近圆形时,分散外力的性能便更好,到圆形时,达到最佳。

作者:王懿


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